JP2014160217A - Array waveguide diffraction grating type wavelength selection switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アレイ導波路回折格子型波長選択スイッチに関し、より詳細には、光通信ネットワークノードにおいて光スイッチとして機能する波長選択スイッチに関する。 The present invention relates to an arrayed waveguide grating type wavelength selective switch, and more particularly to a wavelength selective switch that functions as an optical switch in an optical communication network node.
近年、光通信デバイスの分野では波長選択スイッチ（ＷＳＳ：Wavelength Selective Switch）の研究が盛んに行われている。ＷＳＳは、次世代のＲＯＡＤＭ（Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer）ノードを構成するために必要不可欠である。入力された波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）信号のうちの任意の波長を任意の出力ポートに選択的に出力できるデバイスであり、２種類に大別される。第１に、回折格子と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）等の面型スイッチング素子とを空間光学系で接続した空間光学型ＷＳＳである。第２に、光導波路技術に基づく集積型ＷＳＳである。空間光学型ＷＳＳは、集積型ＷＳＳに比べ、多くのポートを収容でき、光学特性も良いことから主流となっている。しかしながら、サイズが大きく、製造工程の複雑さから高価であるという欠点がある。一方、集積型ＷＳＳは、空間光学型ＷＳＳに比べ、多くのポートを収容することが困難であるが、省スペース、コストの面で有利である。 In recent years, research on wavelength selective switches (WSS) has been actively conducted in the field of optical communication devices. WSS is indispensable for constructing the next generation of Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer (ROADM) nodes. A device that can selectively output an arbitrary wavelength in an input wavelength division multiplexing (WDM) signal to an arbitrary output port, and is roughly classified into two types. The first is a spatial optical WSS in which a diffraction grating and a planar switching element such as MEMS (Micro Electro Mechanical System) or LCoS (Liquid Crystal on Silicon) are connected by a spatial optical system. Second, integrated WSS based on optical waveguide technology. Spatial optical WSS has become mainstream because it can accommodate more ports and has better optical characteristics than integrated WSS. However, it has the disadvantages of being large and expensive due to the complexity of the manufacturing process. On the other hand, it is difficult for the integrated WSS to accommodate more ports than the spatial optical WSS, but it is advantageous in terms of space saving and cost.
図１に、従来の集積型ＷＳＳである光回路型１×２波長選択スイッチを示す。波長選択スイッチ１００は、Ｎ個の波長を含む波長分割多重信号を、１本の入力ポートＩＮ１から入力し、２本の出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２から選択された波長を含む波長分割多重信号を出力する。波長選択スイッチ１００は、１個の入力導波路およびＮ個の出力導波路を含むアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）１０１と、Ｎ個の１×２光スイッチ１０２と、Ｎ−１個の２×１波長カプラ１０３と、Ｎ＋１個の入力導波路および２個の出力導波路を含むＡＷＧ１０４とを備える（例えば、非特許文献１参照）。
FIG. 1 shows an
入力ポートＩＮ１に入力された波長分割多重信号は、ＡＷＧ１０１によって分波され、出力導波路Ａ１〜ＡＮ（最も長いアレイ導波路に近い側からＡ１，Ａ２，…，ＡＮとする）の各々に、各波長λ１〜λＮの光信号が出力される。各波長の光信号は、１×２光スイッチ１０２によってスイッチされ、図の上側の出力導波路Ｂ１または下側の出力導波路Ｂ２のいずれかに出力される。各々の波長カプラ１０３は、１×２光スイッチ１０２の選択によって、（ａ）隣り合う波長の光信号を合波する、（ｂ）一方の波長の光信号のみを通す、（ｃ）隣り合う波長のいずれも通さない、の３つの動作をする。
The wavelength division multiplexed signal input to the input port IN 1 is demultiplexed by the AWG 101 and output waveguides A 1 to A N (A 1 , A 2 ,..., A N from the side closest to the longest arrayed waveguide). ), Optical signals having wavelengths λ 1 to λ N are output. Optical signals of respective wavelengths, 1 × 2 is switched by the
ＡＷＧ１０４の入力導波路を、最も長いアレイ導波路に近い側からＨ１，Ｈ２，…，ＨＮ＋１とする。ＡＷＧの対称性から、例えば、入力導波路Ｈ２〜ＨＮ＋１のそれぞれに、各波長λ１〜λＮの光信号が入射されると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴ１に出力される。入力導波路Ｈ１〜ＨＮのそれぞれに、各波長λ１〜λＮの光信号が入射されると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴ２に出力される。このようにして、任意の波長の光信号を、出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２のどちらかに出力させることができる。 It is assumed that the input waveguide of the AWG 104 is H 1 , H 2 ,..., H N + 1 from the side closest to the longest arrayed waveguide. Due to the symmetry of AWG, for example, when optical signals of wavelengths λ 1 to λ N are incident on the input waveguides H 2 to H N + 1 , wavelength division multiplexed signals including wavelengths λ 1 to λ N are output. Output to port OUT 1 . When optical signals having wavelengths λ 1 to λ N are incident on the input waveguides H 1 to H N , wavelength division multiplexed signals including the wavelengths λ 1 to λ N are output to the output port OUT 2 . In this way, an optical signal having an arbitrary wavelength can be output to either of the output ports OUT 1 and OUT 2 .
しかしながら、従来の集積型ＷＳＳでは、出力ポート数が２と少なく、空間光学型WSSと比べてポート数の点で性能が劣っていた。 However, in the conventional integrated WSS, the number of output ports is as small as two, and the performance is inferior in terms of the number of ports as compared with the spatial optical type WSS.
従来の集積型ＷＳＳにおいて、出力ポート数Ｍを増やすためには、光スイッチのポート数を増やし、Ｎ＋Ｍ−１個の波長カプラを備えなければならず、回路が大型化してしまうという問題があった。 In the conventional integrated WSS, in order to increase the number M of output ports, the number of ports of the optical switch must be increased and N + M−1 wavelength couplers must be provided, which causes a problem that the circuit becomes large. .
本発明の目的は、出力ポート数Ｍを増やした１×Ｍ（Ｍは２以上の整数）集積型ＷＳＳを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a 1 × M (M is an integer of 2 or more) integrated WSS with an increased number of output ports M.
本発明は、このような目的を達成するために、第１の実施態様は、Ｎ個の波長分割多重信号を１本の入力ポートから入力し、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）の出力ポートから選択された波長を含む波長分割多重信号を出力するアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチであって、前記１本の入力ポートとおよびＮ個の出力導波路を含み、前記波長分割多重信号を分波して、前記出力導波路の各々に各波長の光信号を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、前記Ｎ個の出力導波路の１つから出力された光信号を入力し、Ｍ個の出力ポートのいずれかに出力するＮ個の１×Ｍ光スイッチと、前記Ｎ個の１×Ｍ光スイッチから出力されたＮ個の光信号を入力し、Ｎ＋Ｍ−１本の出力に合成する第２のアレイ導波路回折格子と、前記第２のアレイ導波路回折格子から出力されたＮ個の光信号をＮ＋Ｍ−１個の入力ポートのいずれかに入力し、Ｍ本の出力ポートに出力する第３のアレイ導波路回折格子とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first embodiment, N wavelength division multiplexed signals are input from one input port, and M (M is an integer of 2 or more) outputs. An arrayed waveguide grating type wavelength selective switch for outputting a wavelength division multiplexed signal including a wavelength selected from a port, the wavelength division multiplexed signal including the one input port and N output waveguides. And the optical signal output from one of the N output waveguides is input to each of the output waveguides.
第２の実施態様は、前記第１のアレイ導波路回折格子と前記第３のアレイ導波路回折格子とを、１つのアレイ導波路回折格子に集約したことを特徴とする。 The second embodiment is characterized in that the first arrayed waveguide diffraction grating and the third arrayed waveguide diffraction grating are combined into one arrayed waveguide diffraction grating.
以上説明したように、本発明によれば、アレイ導波路回折格子型波長選択スイッチの出力ポートの数を容易に増大させることができ、Ｎ＋Ｍ−１個の波長カプラを１個のＡＷＧで置き換えることより、回路の小型化が可能となる。 As described above, according to the present invention, the number of output ports of an arrayed waveguide grating type wavelength selective switch can be easily increased, and N + M−1 wavelength couplers are replaced with one AWG. Thus, the circuit can be miniaturized.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１の実施形態）
図２に、本発明の第１の実施形態にかかるアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチを示す。波長選択スイッチ２００は、Ｎ個（図はＮ＝９の場合を示す）の波長を含む波長分割多重信号を、１本の入力ポートＩＮ１から入力し、Ｍ本（Ｍは２以上の整数、図はＭ＝４の場合を示す）の出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２，…，ＯＵＴＭから選択された波長を含む波長分割多重信号を出力する。波長選択スイッチ２００は、１個の入力導波路およびＮ個の出力導波路Ａ１〜ＡＮ（最も長いアレイ導波路に近い側からＡ１，Ａ２，…，ＡＮとする）を含むＡＷＧ２０１（第１のアレイ導波路回折格子）と、Ｎ個の１×Ｍ光スイッチ２０２（ＡＷＧ２０１の最も長いアレイ導波路に近い側からＳ１，Ｓ２，…，ＳＮとする）と、ＡＷＧ２０３（第２のアレイ導波路回折格子）と、Ｎ＋Ｍ−１個の入力導波路（最も長いアレイ導波路に近い側からＥ１，Ｅ２，…，ＥＮ＋Ｍ−１とする）およびＭ個の出力導波路を含むＡＷＧ２０４（第３のアレイ導波路回折格子）とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 2 shows an arrayed waveguide grating type wavelength selective switch according to the first embodiment of the present invention. The wavelength
ＡＷＧ２０３は、後述するように、２個の１×１波長カプラ（すなわち１本のスルー光導波路）、２個の２（Ｍ−２）×１波長カプラ、２個の３（Ｍ−１）×１波長カプラ、Ｎ−Ｍ＋１個の４（Ｍ）×１波長カプラとして機能するように構成されている。このような波長カプラが含まれているものと想定して、ＡＷＧ２０４の最も長いアレイ導波路に近い側からＣ１，Ｃ２，…，ＣＮ＋Ｍ−３とする。最も長いアレイ導波路に近い側のスルー光導波路をＣ０、最も短いアレイ導波路に近い側のスルー光導波路をＣＮ＋Ｍ−２とする。これにより、Ｎ個の１×Ｍ光スイッチ２０２からのＮ×Ｍ本の入力を、Ｚ×１波長カプラ（Ｚ＝１〜Ｍ）のＭ種類の波長カプラに入力して、Ｎ＋Ｍ−１本の出力に合成する。
As will be described later, the
図３を参照して、アレイ導波路回折格子の構成を説明する。アレイ導波路回折格子は、第１の入出力導波路３０１、第１のスラブ導波路３０２、アレイ導波路３０３、第２のスラブ導波路３０４、および第２の入出力導波路３０５から構成されている。ｄ１は、第１のスラブ導波路３０２のアレイ導波路側の導波路設置間隔であり、ｄ２は、第２のスラブ導波路３０４のアレイ導波路側の導波路設置間隔である。Ｄ１は、第１のスラブ導波路３０２の入出力導波路側の導波路設置間隔であり、Ｄ２は、第２のスラブ導波路３０４の入出力導波路側の導波路設置間隔である。ｆ１は、第１のスラブ導波路３０２の長さであり、ｆ２は、第２のスラブ導波路３０４の長さである。アレイ導波路回折格子は、（式１）を満たしているとする。
The configuration of the arrayed waveguide diffraction grating will be described with reference to FIG. The arrayed waveguide diffraction grating includes a first input /
図２のＡＷＧ２０４が（式１）を満たしているとき、ＡＷＧの基本的特性から、ＡＷＧ２０４の入力導波路の位置に応じて、出力ポートＯＵＴ１〜ＯＵＴ４に振り分けられる。従って、ＡＷＧ２０１によって分波された、ある波長の光信号を、出力ポートＯＵＴ１から出力ポートＯＵＴ２に変更するには、この光信号が入射されているＡＷＧ２０４の入力導波路を、図中の１つ上側の入力導波路に変更すればよい。
When the
図４を参照して、１×Ｍ光スイッチの構成を説明する。１×Ｍ光スイッチ２０２は、２×２対称型マッハツェンダ干渉計を組み合わせることによって構成される。２×２対称型マッハツェンダ干渉計４００ａは、２つの２×２カプラ４０１ａ，４０１ｂの間を接続する、等長の２本のアーム導波路４０２ａ，４０２ｂからなり、片方のアーム導波路４０２ｂに、位相を制御する位相シフタ４０３を備えている。位相シフタ４０３は、光導波回路上に集積されたヒータであり、光導波路の熱光学効果を利用して、光導波路内で生じる位相を制御する。
The configuration of the 1 × M optical switch will be described with reference to FIG. The 1 × M
アーム導波路４０２ａ，４０２ｂ間に位相差が無い場合は、入力ポート４０４から入力された光信号は、クロスポート４０５に出力される。アーム導波路４０２ａ，４０２ｂ間位相差がπである場合は、入力された光信号は、バーポート４０６に出力される。クロスポート４０５およびバーポート４０６のそれぞれに、さらに２×２対称型マッハツェンダ干渉計４００ｂ，４００ｃを縦続接続することにより、Ｍ個（図はＭ＝４の場合を示す）の出力のスイッチングを行うことができる。
When there is no phase difference between the
第１の実施形態の１×Ｍ光スイッチ２０２は、Ｎ個の１×Ｍ光スイッチＳｋを含み、１×Ｍ光スイッチＳｋは、Ｍ（＝４）本の出力ポートＰｋ１，Ｐｋ２，…，ＰｋＭのいずれかに、波長λｋの光を出力する。
The 1 × M
図５に、本発明の第１の実施形態にかかるアレイ導波路回折格子の構成を示す。Ｎ＝９の波長（λ１〜λ９）、Ｍ＝４の場合を示す。ＡＷＧ２０３は、Ｎ個の１×Ｍ光スイッチ２０２（Ｓ１〜ＳＮ）から光信号を入力するＮ×Ｍ個の入力光導波路（１×Ｍ光スイッチＳ１に近い側からＨ１，Ｈ２，…，Ｈ３６とする）と、ＡＷＧ２０４の入力導波路に光信号を出力するＮ＋Ｍ−１個の出力光導波路（ＡＷＧ２０４の最も長いアレイ導波路に近い側からＩ１，Ｉ２，…，Ｉ１２とする）とを有する。なお、ＡＷＧ２０３とＡＷＧ２０４との接続は、出力光導波路Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉ１２を、それぞれ入力導波路ＥＮ＋Ｍ−１，ＥＮ＋Ｍ−２，…，Ｅ２，Ｅ１の順に接続していく。ＡＷＧ２０３は、さらに、入力導波路に接続された第１のスラブ導波路と、出力導波路に接続された第２のスラブ導波路と、第１および第２のスラブ導波路とを接続するアレイ導波路とを含む。
FIG. 5 shows the configuration of the arrayed waveguide grating according to the first embodiment of the present invention. The case of N = 9 wavelength (λ 1 to λ 9 ) and M = 4 is shown. The
このよう構成により、ＡＷＧ２０３は、２本のスルー光導波路（Ｃ０，ＣＮ＋Ｍ−２）、２個の２（Ｍ−２）×１波長カプラ（Ｃ１，ＣＮ＋Ｍ−３）、２個の３（Ｍ−１）×１波長カプラ（Ｃ２，ＣＮ＋Ｍ−４）、Ｎ−Ｍ＋１個の４（Ｍ）×１波長カプラ（Ｃ３〜ＣＮ＋Ｍ−５）を含む複数の種類の波長カプラの機能と同等の機能を有することになる。１×Ｍ光スイッチＳｋのＭ（＝４）本の出力ポートＰｋ１，Ｐｋ２，…，ＰｋＭは、それぞれ順に、ＡＷＧ２０３に含まれる波長カプラＣｋ−１，Ｃｋ，Ｃｋ＋１，Ｃｋ＋２に接続される。
With this configuration, the
ＡＷＧ２０３においては、図５に示したように、入力導波路と第１のスラブ導波路とを接続する間隔をＬとすると、出力導波路と第２のスラブ導波路との接続する間隔は、Ｌ，２Ｌ，…（Ｍ−１）Ｌ，（Ｍ−１）Ｌ，…，（Ｍ−１）Ｌ，（Ｍ−１）Ｌ，…，２Ｌ，Ｌとなっている。
In the
このようにして、ＡＷＧ２０３は、入力導波路Ｈ１に入力した波長λ１の光は、出力導波路Ｉ１２から出力するように、入力導波路Ｈ３６に入力した波長λ９の光は、出力導波路Ｉ１から出力するように設計されている。入力導波路Ｈ３５と入力導波路Ｈ３６の間隔（図３に示したアレイ導波路回折格子のＤ１）をＬとし、出力導波路Ｉ１と出力導波路Ｉ２の間隔（図３に示したアレイ導波路回折格子のＤ２）をＬとする。ＡＷＧの基本特性から、入力導波路Ｈ３５に波長λ９の光を、入力導波路Ｈ３４に波長λ８の光を入射すると、出力導波路Ｉ２に波長λ８、λ９を含む光信号が出力される。
In this way, the
入力導波路Ｈ３５に入力した波長λ９の光は、入力導波路Ｈ３６より導波路間隔Ｌだけシフトして入力しているので、出力導波路Ｉ１から導波路間隔Lだけシフトしている出力導波路Ｉ２から出力される。（式１）を満たすＡＷＧの基本特性として、入力導波路を一定間隔シフトさせると、出力導波路は逆方向に一定間隔シフトされる。 The light of wavelength λ 9 input to the input waveguide H 35 is shifted from the input waveguide H 36 by the waveguide interval L, and therefore is shifted from the output waveguide I 1 by the waveguide interval L. is output from the output waveguide I 2. As a basic characteristic of an AWG that satisfies (Equation 1), when the input waveguide is shifted by a fixed interval, the output waveguide is shifted by a fixed interval in the reverse direction.
同様に、入力導波路Ｈｋと入力導波路Ｈｋ＋１の間隔をＬのままとして、出力導波路Ｉ２と出力導波路Ｉ３の導波路間隔を２Ｌとする。入力導波路Ｈ３３に波長λ９の光を、入力導波路Ｈ３２に波長λ８の光を、入力導波路Ｈ３１に波長λ７の光を入射すると、波長λ７〜λ９を含む光信号が出力導波路Ｉ３に出力される。さらに、出力導波路Ｉ３と出力導波路Ｉ４の導波路間隔を３Ｌとし、入力導波路Ｈ３０〜Ｈ２７に波長λ９〜λ６の光をそれぞれ入射すると、波長λ６〜λ９を含む光信号が出力導波路Ｉ４に出力される。 Similarly, the spacing of the input waveguides H k and the input waveguide H k + 1 as a left L, and waveguide spacing of the output waveguides I 2 and the output waveguide I 3 and 2L. When light having a wavelength λ 9 is incident on the input waveguide H 33 , light having a wavelength λ 8 is incident on the input waveguide H 32 , and light having a wavelength λ 7 is incident on the input waveguide H 31 , light including wavelengths λ 7 to λ 9 signal is output to the output waveguide I 3. Furthermore, when the waveguide interval between the output waveguide I 3 and the output waveguide I 4 is 3L, and light having wavelengths λ 9 to λ 6 is incident on the input waveguides H 30 to H 27 , light including wavelengths λ 6 to λ 9 is obtained. A signal is output to the output waveguide I4.
以上のように、等間隔の入力導波路に対して出力導波路の間隔を調整することにより、１個のＡＷＧにより、複数の種類の波長カプラの機能を果たすことができ、Ｎ個の１×Ｍ光スイッチ２０２からのＮ×Ｍ本の入力を、Ｎ＋Ｍ−１本の出力にスイッチングする。
As described above, by adjusting the spacing of the output waveguides with respect to the equally spaced input waveguides, the function of a plurality of types of wavelength couplers can be achieved by one AWG, and
図２の波長選択スイッチ２００の動作を説明する。入力ポートＩＮ１に入力された波長分割多重信号は、ＡＷＧ２０１によって分波され、出力導波路Ａ１〜ＡＮの各々に、添え字に対応する各波長λ１〜λＮの光信号がそれぞれ出力される。各波長の光信号は、１×Ｍ光スイッチ２０２によって、Ｍ個の出力ポートＰｋ１，Ｐｋ２，…，ＰｋＭのいずれかにスイッチされ、ＡＷＧ２０３に含まれる波長カプラＣｋ−１，Ｃｋ，Ｃｋ＋１，Ｃｋ＋２のいずれかに出力される。ＡＷＧ２０３に含まれる各々の波長カプラは、１×Ｍ光スイッチから入力された光信号を合波して、ＡＷＧ２０４の入力導波路Ｅ１〜ＥＮ＋Ｍ−１に出力する。
The operation of the wavelength
ＡＷＧ２０１，２０４が（式１）を満たしているとき、ＡＷＧの基本的特性から、入力導波路ＥＭ〜ＥＮ＋Ｍ−１にそれぞれ波長λ１〜λＮの光が入射したとすると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴ１に出力される。入力導波路Ｅ１〜ＥＮにそれぞれ波長λ１〜λＮの光が入射したとすると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴＭに出力される。このようにして、１×Ｍ光スイッチＳｋに導波された波長λｋの光が、出力ポートＰｋ１にスイッチされたとすると、ＡＷＧ２０３の波長カプラを介して、ＡＷＧ２０４の出力ポートＯＵＴＭから出力される。また、波長λｋの光が、出力ポートＰｋＭにスイッチされたとすると、ＡＷＧ２０４の出力ポートＯＵＴ１から出力される。
When the
第１の実施形態において、アレイ導波路回折格子、光スイッチを構成する光導波回路は、例えば、石英またはシリコンからなる基板上に形成された、石英からなるクラッド層とコアとからなる。第１の実施形態では、Ｎ＝９、Ｍ＝４としたが、さらなる大規模化が可能であることは明らかである。 In the first embodiment, the optical waveguide circuit constituting the arrayed waveguide diffraction grating and the optical switch includes, for example, a clad layer made of quartz and a core formed on a substrate made of quartz or silicon. In the first embodiment, N = 9 and M = 4, but it is obvious that further enlargement is possible.
（第２の実施形態）
図６に、本発明の第２の実施形態にかかるアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチを示す。波長選択スイッチ６００は、Ｎ個（図はＮ＝９の場合を示す）の波長を含む波長分割多重信号を、１本の入力ポートＩＮ１から入力し、Ｍ本（Ｍ≧２、Ｍ＝整数、図はＭ＝４の場合を示す）の出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２，…，ＯＵＴＭから選択された波長を含む波長分割多重信号を出力する。波長選択スイッチ６００は、第１の実施形態のアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチ２００のＡＷＧ２０１とＡＷＧ２０４とを、１つのＡＷＧ６０１に集約した形態である。ＡＷＧ２０１とＡＷＧ２０４とを集約することにより、製造誤差等による両者の中心波長のずれを抑制することができ、より回路の小型化を図ることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 6 shows an arrayed waveguide grating type wavelength selective switch according to the second embodiment of the present invention. The wavelength
ＡＷＧ６０１は、１本の入力ポートＩＮ１と、ＡＷＧ２０４の入力導波路に相当するＮ＋Ｍ−１個の入力導波路とを有する（最も長いアレイ導波路に近い側からＦ１，Ｆ２，…，ＦＮ＋Ｍとする）。また、ＡＷＧ２０１の出力導波路に相当するＮ個の出力導波路と、ＡＷＧ２０４の出力ポートＯＵＴ１，ＯＵＴ２，…，ＯＵＴＭに相当する出力ポートとを有する（最も長いアレイ導波路に近い側からＧ１，Ｇ２，…，ＧＮ＋Ｍとする）。ＡＷＧ６０１は、（式１）を満たしているものとする。
The
入力ポートＩＮ１に入力された波長分割多重信号が入力導波路Ｆ１に入力されたとき、ＡＷＧの基本的特性から、出力導波路ＧＮ＋Ｍに中心波長が出力される。出力導波路ＧＭ＋１〜ＧＮ＋Ｍに出力される光の波長をそれぞれλ１〜λＮとすると、波長λＮがＡＷＧ６０１の中心波長となる。したがって、ＡＷＧ６０１は、波長分割多重信号のうち、最も長波長の波長を中心波長として選択して設計する。
When the wavelength division multiplexed signal input to the input port IN 1 is input to the input waveguide F 1 , the center wavelength is output to the output waveguide G N + M from the basic characteristics of the AWG. Assuming that the wavelengths of light output to the output waveguides G M + 1 to G N + M are λ 1 to λ N , respectively, the wavelength λ N is the center wavelength of the
図６の波長選択スイッチ６００の動作を説明する。入力ポートＩＮ１に入力された波長分割多重信号は、ＡＷＧ６０１によって分波され、出力導波路ＧＭ＋１〜ＧＮ＋Ｍの各々に、各波長（λ１〜λＮ）の光信号が出力される。各波長の光信号は、１×Ｍ光スイッチ２０２によって、出力ポートＰｋ１，Ｐｋ２，…，ＰｋＭのいずれかにスイッチされ、ＡＷＧ２０３に含まれる波長カプラＣｋ−１，Ｃｋ，Ｃｋ＋１，Ｃｋ＋２のいずれかに出力される。ＡＷＧ２０３に含まれる各々の波長カプラは、１×Ｍ光スイッチから入力された光信号を合波して、ＡＷＧ６０１の入力導波路Ｆ２〜ＦＮ＋Ｍに出力する。
The operation of the wavelength
ＡＷＧの基本的特性から、入力導波路ＦＭ＋１〜ＦＮ＋Ｍにそれぞれ波長λ１〜λＮの光が入射したとすると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴ１に出力される。入力導波路Ｆ２〜ＦＮ＋１にそれぞれ波長λ１〜λＮの光が入射したとすると、波長λ１〜λＮを含む波長分割多重信号が出力ポートＯＵＴＭに出力される。このようにして、１×Ｍ光スイッチＳｋに導波された波長λｋの光が、出力ポートＰｋ１にスイッチされたとすると、ＡＷＧ２０３の波長カプラを介して、ＡＷＧ６０１の出力ポートＯＵＴＭから出力される。また、波長λｋの光が、出力ポートＰｋＭにスイッチされたとすると、ＡＷＧ６０１の出力ポートＯＵＴ１から出力される。
From the basic characteristics of the AWG, if light of wavelengths λ 1 to λ N is incident on the input waveguides F M + 1 to F N + M , wavelength division multiplexed signals including wavelengths λ 1 to λ N are output to the output port OUT 1 . Is done. If light of wavelengths λ 1 to λ N is incident on the input waveguides F 2 to F N + 1 , a wavelength division multiplexed signal including the wavelengths λ 1 to λ N is output to the output port OUT M. In this way, assuming that the light of wavelength λ k guided to the 1 × M optical switch S k is switched to the output port P k1 , it is output from the output port OUT M of the
本実施形態によれば、アレイ導波路回折格子型波長選択スイッチの出力ポートの数を増大させることができ、複数個の波長カプラを１個のＡＷＧで置き換えることより、回路の小型化も実現することができる。 According to this embodiment, the number of output ports of the arrayed waveguide grating type wavelength selective switch can be increased, and the circuit can be reduced in size by replacing a plurality of wavelength couplers with one AWG. be able to.
１００，２００，６００ 波長選択スイッチ
１０１，１０４，２０１，２０３，２０４，６０１ ＡＷＧ
１０２，２０２ １×２光スイッチ
１０３ 波長カプラ
３０１ 第１の入出力導波路
３０２ 第１のスラブ導波路
３０３ アレイ導波路
３０４ 第２のスラブ導波路
３０５ 第２の入出力導波路
４００ マッハツェンダ干渉計
４０１ ２×２カプラ
４０２ アーム導波路
４０３ 位相シフタ
４０４ 入力ポート
４０５ クロスポート
４０６ バーポート
100, 200, 600 Wavelength
102, 202 1 × 2
Claims (4)
前記１本の入力ポートとおよびＮ個の出力導波路を含み、前記波長分割多重信号を分波して、前記出力導波路の各々に各波長の光信号を出力する第１のアレイ導波路回折格子と、
前記Ｎ個の出力導波路の１つから出力された光信号を入力し、Ｍ個の出力ポートのいずれかに出力するＮ個の１×Ｍ光スイッチと、
前記Ｎ個の１×Ｍ光スイッチから出力されたＮ個の光信号を入力し、Ｎ＋Ｍ−１本の出力に合成する第２のアレイ導波路回折格子と、
前記第２のアレイ導波路回折格子から出力されたＮ個の光信号をＮ＋Ｍ−１個の入力ポートのいずれかに入力し、Ｍ本の出力ポートに出力する第３のアレイ導波路回折格子と
を備えたことを特徴とするアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチ。 An arrayed waveguide grating type that inputs N wavelength division multiplexed signals from one input port and outputs a wavelength division multiplexed signal including wavelengths selected from M (M is an integer of 2 or more) output ports. A wavelength selective switch,
First array waveguide diffraction including the one input port and N output waveguides, demultiplexing the wavelength division multiplexed signal, and outputting an optical signal of each wavelength to each of the output waveguides Lattice,
N 1 × M optical switches that receive an optical signal output from one of the N output waveguides and output to one of the M output ports;
A second arrayed-waveguide diffraction grating that receives N optical signals output from the N 1 × M optical switches and combines them into N + M−1 outputs;
A third array waveguide diffraction grating that inputs N optical signals output from the second array waveguide diffraction grating to any one of N + M−1 input ports and outputs them to the M output ports; An arrayed waveguide grating type wavelength selective switch comprising:
前記１本の入力ポートとおよびＮ個の出力導波路を含み、前記波長分割多重信号を分波して、前記出力導波路の各々に各波長の光信号を出力する第４のアレイ導波路回折格子と、
前記Ｎ個の出力導波路の１つから出力された光信号を入力し、Ｍ個の出力ポートのいずれかに出力するＮ個の１×Ｍ光スイッチと、
前記Ｎ個の１×Ｍ光スイッチから出力されたＮ個の光信号を入力し、Ｎ＋Ｍ−１本の出力に合成する第２のアレイ導波路回折格子とを備え、
前記第４のアレイ導波路回折格子は、前記第２のアレイ導波路回折格子から出力されたＮ個の光信号をＮ＋Ｍ−１個の入力ポートのいずれかに入力する入力導波路とＭ本の出力ポートとをさらに含み、前記Ｎ個の光信号を前記Ｍ本の出力ポートに出力することを特徴とするアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチ。 An arrayed waveguide grating type that inputs N wavelength division multiplexed signals from one input port and outputs a wavelength division multiplexed signal including wavelengths selected from M (M is an integer of 2 or more) output ports. A wavelength selective switch,
A fourth array waveguide diffraction including the one input port and N output waveguides, demultiplexing the wavelength division multiplexed signal, and outputting an optical signal of each wavelength to each of the output waveguides; Lattice,
N 1 × M optical switches that receive an optical signal output from one of the N output waveguides and output to one of the M output ports;
A second arrayed-waveguide diffraction grating that receives N optical signals output from the N 1 × M optical switches and combines them into N + M−1 outputs;
The fourth arrayed waveguide diffraction grating includes an input waveguide for inputting N optical signals output from the second arrayed waveguide diffraction grating to any one of N + M−1 input ports, and M number of input waveguides. An arrayed waveguide grating type wavelength selective switch, further comprising an output port, wherein the N optical signals are output to the M output ports.
前記入力導波路と前記第１のスラブ導波路とを接続する間隔をＬとすると、前記出力導波路と前記第２のスラブ導波路との接続する間隔は、Ｌ，２Ｌ，…（Ｍ−１）Ｌ，（Ｍ−１）Ｌ，…，（Ｍ−１）Ｌ，（Ｍ−１）Ｌ，…，２Ｌ，Ｌであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアレイ導波路回折格子型波長選択スイッチ。 The second arrayed waveguide grating includes N × M input waveguides, a first slab waveguide connected to the input waveguides, N + M−1 output waveguides, and the output waveguides. A second slab waveguide connected to the waveguide; and an array waveguide connecting the first and second slab waveguides;
When the interval connecting the input waveguide and the first slab waveguide is L, the interval connecting the output waveguide and the second slab waveguide is L, 2L,... (M−1) 3. The array guide according to claim 1, wherein L, (M-1) L, ..., (M-1) L, (M-1) L, ..., 2L, L. Waveguide diffraction grating type wavelength selective switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013031544A JP2014160217A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Array waveguide diffraction grating type wavelength selection switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013031544A JP2014160217A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Array waveguide diffraction grating type wavelength selection switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014160217A true JP2014160217A (en) | 2014-09-04 |
Family
ID=51611928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013031544A Pending JP2014160217A (en) | 2013-02-20 | 2013-02-20 | Array waveguide diffraction grating type wavelength selection switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014160217A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114966991A (en) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 西湖大学 | On-chip integrated wavelength selective switch and wavelength selective switch network |
-
2013
- 2013-02-20 JP JP2013031544A patent/JP2014160217A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114966991A (en) * | 2022-06-09 | 2022-08-30 | 西湖大学 | On-chip integrated wavelength selective switch and wavelength selective switch network |
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